一种气体激光谐振腔处理装置的制作方法

本实用新型属于气体激光器制造技术，特别是涉及一种气体激光谐振腔处理装置。

背景技术：

气体激光器谐振腔内部通常具有毛细孔通道，且充有低气压的工作气体。在正常工作时，在电极之间施加高压，谐振腔内形成直流气体放电通道，激励并实现能级间粒子数反转进而产生激光。在气体激光器制造过程中需要对谐振腔进行放电清洗处理，用于清除腔内及吸附在谐振腔毛细孔管壁上的杂质，提升洁净度，从而保持内部工作气体成分稳定，确保激光器长期工作寿命和参数稳定。

对气体激光谐振腔内部毛细孔的处理普遍采用直流辉光放电清洗方法，可以去除表面有机化合物等污染物，并通过轰击作用去除表面吸附杂质，置换浅表层气体，形成洁净的谐振腔。

请参阅图1，其为一种环形气体激光谐振腔的结构，由腔体1、四个反射镜2构成谐振腔，内部有毛细孔6，再由阴极3、阳极4和排气阳极5与腔体密封，构成放电通道。其中，排气阳极5内部是中空结构，具备充排气功能，与外部独立真空处理装置连接。

目前，现有谐振腔内部与外部真空处理装置处于单向连接状态，仅有排气阳极5一个通道，处理后的腔内部杂质会停留且重新吸附在毛细孔管壁，无法及时排出，这些残余杂质将影响谐振腔内部的洁净度，对激光器长期工作性能和寿命产生不利影响。同时现有阳极和排气阳极在结构和放电通道上不完全一致，对激光器放电对称性、电流噪声和启动时间等参数存在影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：提供了一种气体激光谐振腔处理装置，可在谐振腔处理过程实现腔内气体流动，在放电清洗过程中通过真空管路实时排出内部杂质，降低气体激光谐振腔残留杂质含量，提升谐振腔洁净度，保证激光器工作长寿命和稳定。

本实用新型的技术方案：一种气体激光谐振腔处理装置，其包括构成主管路的充气源8、充气阀11、抽气泵9、抽气阀13和金属管路，以及构成谐振腔连接管路的进气阀14、出气阀15和两条真空管路10，其中，所述充气阀11连接充气源8，抽气阀13连接抽气泵9，且均通过金属管路相互连通，所述两条真空管路10与谐振腔上的两个排气阳极5分别连接，形成进气通道和排气通道，所述进气阀14、出气阀15分别设置在进气通道和排气通道上，所述进气通道和排气通道分别与主管路上的充气阀11和抽气阀13连通。

所述充气阀11和抽气阀13之间的管路上设置有隔断阀12。

所述隔断阀12和充气阀11之间设置有真空计16。

所述排气阳极5与真空管路10之间通过金属接头7进行密封连接。

所述金属接头7为与真空管路10相匹配的密封螺纹头。

所述排气阳极5与腔体1之间通过铟封的方式连接。

所述进气通道和排气通道长度以及通道孔径均一致且完全对称设置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在真空处理系统内设置两条真空管路，与在腔体上设置的两个排气阳极连接，增强了谐振腔结构和放电对称性，有利于优化激光器性能参数，并提供该装置的操作方法和处理步骤，控制真空系统中的各阀门、充气和抽气过程，实现工作气体在谐振腔内放电时的流动，进而实时排出内部杂质，有效提升谐振腔洁净度，保证气体激光器长寿命和工作过程的稳定性，具有较大的实际应用价值。

附图说明

图1是一种环形气体激光谐振腔结构示意图；

图2是本实用新型气体激光谐振腔处理装置系统结构图；

其中，1-腔体，2-反射镜，3-阴极，4-阳极，5-排气阳极，6-毛细孔，7-金属接头，8-充气源，9-抽气泵，10-真空管路，11-充气阀，12-隔断阀，13-抽气阀，14-进气阀，15-出气阀，16-真空计。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

请参阅图2，其是本实用新型气体激光谐振腔处理装置系统结构图，该系统主体由充气源8、抽气泵9、充气阀11、抽气阀13、隔断阀12和真空计16构成，各部分之间通过金属管路连接，形成真空处理装置的主管路。进气阀14、出气阀15和两条真空管路10连接，构成与谐振腔的连接管路。

所述隔断阀12处于充气阀11和抽气阀13之间，用于隔断主管道中充气源8和抽气泵9之间的气体流动。所述真空计16处于隔断阀12和充气阀11之间，用于测量管路中的气体压力。

所述真空管路10通过金属接头7分别与谐振腔上的两个排气阳极5密封连接，相比于传统的玻璃管连接，金属接头7为密封螺纹头，采用机械拆装方式，操作方便，可靠性高，无需用火源进行灯工烧接。

本实施方式中，对谐振腔实际处理过程，先进行谐振腔与装置的连接，对管路和谐振腔内部抽气，然后向谐振腔内部充入工作气体，通过外部电源使毛细孔内气体稳定放电，再通过控制充气和抽气速率，实现放电的同时气体经过谐振腔流动，及时排出腔内激发出的杂质。

本实用新型气体激光谐振腔处理装置操作及处理流程按以下具体步骤进行：

步骤1.关闭所有阀门，将谐振腔的两个排气阳极5通过金属接头7分别连接到两条真空管路10上，使谐振腔内部毛细孔与装置真空管路连通；

步骤2.启动抽气泵9，并依次打开抽气阀13、出气阀15、隔断阀12和进气阀14，对真空系统内部管路进行抽气，排出管路内部和谐振腔毛细孔内存在的水汽和杂质气体；

同时观察真空计16示数，其数值将逐渐下降至稳定，内部处于低真空压力状态。

步骤3.依次关闭隔断阀12和抽气阀13，打开充气阀11，从充气源8向管路内部充入一定压力的工作气体，然后关闭充气阀11；

步骤4.谐振腔阴极与排气阳极连接外部电源，使工作气体稳定直流辉光放电；

步骤5.打开充气阀11，控制充气速率使真空计16示数缓慢上升，此时打开抽气阀13，控制充气速率和抽气速率相等，此时真空计16示数稳定不变，实现工作气体在谐振腔放电且不断流动更新，排出毛细孔内放电清洗出的杂质；

若充气速率太快，则气体分子由于流速大数量多，无法从电源获取足够的能量，导致放电无法维持，因此失去清洗毛细孔的作用。

步骤6.谐振腔放电清洗完毕，依次关闭充气阀11、进气阀14、出气阀15和抽气阀13，拆下金属接头7使谐振腔与处理装置分离，流程结束。

综上所述，本实用新型气体激光谐振腔处理装置通过对真空处理系统与谐振腔的双通道连接设计，实现气体在谐振腔放电清洗过程中不断流动，有利于及时排出毛细孔壁激发出的杂质，有效提升谐振腔内部洁净度，经气体激光器谐振腔内辉光放电典型光谱测试，对比杂质光谱强度相对较低，杂质含量明显减少，证明本实用新型气体激光谐振腔处理装置具有较好的实际清洗效果，能够有效增加激光器工作寿命和可靠性，同时双排气阳极设计也能够提升激光器结构和放电对称性，有利于优化激光器性能，具有较大的实际应用价值。